【導讀】了解各類雜質(zhì)主要來源、特點及一般去除方法。水、農(nóng)業(yè)污水及生活污水的污染。粒徑大于０.1mm的泥砂去除較易，通常在水中很快下沉。粒徑較小的懸浮物，須投加。混凝劑方可去除。它們與水所構(gòu)成的均相體系，外觀透明，屬于真溶液。有的無機溶解物可使水產(chǎn)生色、臭、味。一類屬于感官性狀方面的要求。第二類是對人體健康有益但不希望過量的化學物質(zhì)。第四類有毒物質(zhì)。第五類細菌學指標，目前僅列細菌總數(shù)、總大腸菌數(shù)和余氯三項。最終趨于均勻分布狀態(tài)，濃度梯度消失。

　　

【正文】 使再生周期延長，再生次數(shù)減少。 ？如何從泄露曲線估計該區(qū)的高度？ 答： 吸附區(qū)是指從原水溶質(zhì)濃度降低到出水允許濃度時所需的活性炭層高度。 吸附區(qū)高度越大炭床的利用率越低。 10．什么叫生物活性炭法，有什么特點？ 答：臭氧和活性炭吸附結(jié)合在一起的水處理方法。 特點是： 1） 完成生物硝化作用 ，將 NH4+ N 轉(zhuǎn)化為 NO3_； 2） 將溶 解有機物進行生物氧化 ,可去除 mg/L級有機碳和三鹵甲烷前體物 ； 3） 增加了水中的溶解氧，有利于好氧微生物的活動，促使活性炭部分再生，從而延長了再生周期； 4） 臭氧如投加在濾池之前還可以防止藻類和浮游植物在濾池中生長繁殖。 水廠常規(guī)水處理工藝不能去除有毒有害有機物的情況下，生物活性炭法是飲用水深度處理的有效方法之一。 ？原理如何？ 答：吸附過濾法，也就是活性氧化鋁法。 11 原理：活性氧化鋁是白色顆粒狀多孔吸附劑，有較大的比表面積?；钚匝趸X是兩性物質(zhì)。在酸性溶液中活性氧化鋁為陰離子 交換劑，對氟有極大的選擇性。 Ps：在 pH=58 范圍內(nèi)時，除氟效果較好，而在 時，吸附量最大，因此如將原水的 pH 值調(diào)節(jié)到 左右，可以增加活性氧化鋁的吸氟效率。 第二十一章 水的軟化 石灰軟化過程包括下面幾個方面： CO2+Ca(OH)2 → CaCO3↓ +H2O Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ +2H2O Mg(HCO3)2+Ca(OH)2 → CaCO3↓ +MgCO3+2H2O MgCO3+Ca(OH)2 → CaCO3↓ +Mg(OH)2↓ ？為什么不能將水中硬度降為零？ 水的剩余碳酸鹽硬度可以降低到 － 毫摩爾每升，剩余堿度約 － 毫摩爾每升，硅化合物可去除 30％ 35％，有機物可去除 25％，鐵殘留量約 毫克每升。 熟石灰雖然亦能與水中非碳酸鹽的鎂硬度起反應(yīng)生成氫氧化鎂，但同時又產(chǎn)生了等物質(zhì)的量的非碳酸鹽的鈣硬度： MgSO4+Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ +CaSO4↓ MgCl2+Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ +CaCl2↓ 所以單純的石灰軟化是不能降低水的 非碳酸鹽硬度的。不過，通過石灰處理，還可以去除水中部分鐵和硅的化合物。 ，逆流再生為何能使 離子交換出水質(zhì)顯著提高？ 順流再生固定床樹脂層上部再生程度高，而越是下部，再生程度越差，到軟化工作后期，由于樹脂下半部原先再生不好，出水剩余硬度提前超出規(guī)定指標，導致交換器過早地失效，降低了設(shè)備工作效率。 逆流再生固定床再生時，再生液 首先接觸飽和程度低的底層樹脂，然后再生飽和程度較高的中、上層樹脂。這樣，再生液被充分利用，再生劑用量顯著降低，并能保證底層樹脂得到充分再生。軟化時，處理水在經(jīng)過相當軟化之 后又與這一底層樹脂接觸，進行充分交換，從而提高出水水質(zhì)。 ? 答 :再生時再生液流向與交換時水流流向相反， 并在再生操作過程中做到各層次不亂 。 5. 如圖 2114 所示，當氫離子交換出水強酸酸度為零，與其相應(yīng)，出水 Na+含量應(yīng)是多少？ C(1/2SO42 +Cl_) 第二十二章 水的除鹽與咸水淡化 ？ 答： 若陰床運行以硅酸開始泄漏作為失效控制點 ,則電導率瞬時下降可視為周期終點的訊號 。 若陽床運行以 Na+開始泄漏 作為失效控制點 ,則出水酸度開始急劇下降可視為失效點。 ，其除鹽效果好的原因何在？ 答：陰、陽離子交換樹脂填在同一個交換器內(nèi)，再生時使之分層再生，使用時先將其均勻混合，這種陰、陽樹脂混合一起的離子交換器稱為混合床。 混合床的反應(yīng)過程可寫成（以 NaCl 為例）： RH + NaOH + NaCl→ RNa+RCl+H2O 其除鹽效果好的原因： 上式交換反應(yīng)可看作是鹽分解反應(yīng)和中和反應(yīng)的組合，并且陰陽離子交換反應(yīng)是同時進行的。 由于混合床中陰、陽樹脂緊密交替接觸。好象有許多陽床和陰床串聯(lián)在一 起，構(gòu)成無數(shù)微型復床，反復進行多次脫鹽， 加上 去離子作用是在中性 pH 值下迅速進行的，所以出水純度高。 并且具有水質(zhì)穩(wěn)定、間斷運行影響小、失效終點明顯等特點。 ，陽床、陰床、混合床和除二氧化碳器的前后位置的布置應(yīng)如 何考慮 ？試說明理由。 答：（一）強酸 — 脫氣 — 強堿系統(tǒng) (陽床→除二氧化碳器→中間水箱→陰床→出水 ) 進水通過陽床，去除 Ca2+,Mg2+、 Na+等陽離子，出水為酸性水，隨后通過除 CO2器去除 CO2，最后由陰床去除水中的 SO42,Cl,HCO3等陰離子。 強堿陰床設(shè)置在強 酸陽床之后的理由： （ 1）若水先通過陰床，容易生成碳酸鈣、氫氧化鎂沉淀在樹脂層內(nèi)，使強堿樹脂交換容量降低。 12 (2）陰床在 酸性介質(zhì)中易于進行離子交換，若進水先經(jīng)過陰床，更不利于去除硅酸 因為 強堿樹脂在硅酸鹽的吸附要比對硅酸的吸附差得多。 （ 3）強酸樹脂抗有機物污染的能力勝過強堿樹脂。 （ 4）若原水先通過陰床，本應(yīng)由除二氧化碳器去除的碳酸，都要由陰床承擔，從而增加 了再生劑耗用量。 除 CO2器設(shè)置在強酸陽床之后的理由：當水的 pH 值低，碳酸幾乎全部以游離 CO2形態(tài)存在于水中，因此除 CO2器放置進接 H 離子交換器之后 。 （二）強酸 — 脫氣 — 弱減 — 強堿系統(tǒng) 適用于原水有機物含量較高、強酸陰離子含量較大的情況。弱堿樹脂用于去除強酸陰離子，強堿樹脂主要用于除硅。 ？其與混合床有何區(qū)別？ 答： 即在同一交換器內(nèi)裝有弱酸 /堿和強酸 /堿兩種樹脂，借助于樹脂濕真密度之差別，經(jīng)反洗分層后，使 弱酸 /堿 樹脂位于上層， 強酸 /堿 樹脂位于下層 ，組成雙層床。 與混合床區(qū)別： 1）混合床中，陰陽離子交換反應(yīng)是同時進行的，而雙層床分為陰、陽兩種，分別只去除陰離子、陽離子。 2）雙層床因使用弱酸或弱堿樹脂，使交換能力提高，酸 /堿比耗降低，廢酸 /堿量亦顯著減少，出水量增加，適用范圍增大?；旌洗惨驗殛?、 陽樹脂緊密 交替 接觸，構(gòu)成無數(shù)微型復床， 加上去離子作用是在中性 pH 值下迅速進行的， 因而出水純度高。 3）因為原理不同，所以再生方式存在差異。都要反洗分層，但雙層床的上層弱脂可用強脂用過的再生液充分加以利用，不過對于陰離子交換床，再生要求更為嚴格。 電滲析的級和段是如何規(guī)定的？級和段與電滲析器的出水水質(zhì)、產(chǎn)水量以及操作電壓有何關(guān)系？ 答：一對電極之間的膜堆稱 為一級，具有同向水流的并聯(lián)膜堆稱為一段。一般而言，增加段數(shù)就等于增加脫鹽流程 ， 亦提高脫鹽效率 ，有利于提高出水水質(zhì)。 增加膜堆數(shù)，則可提高水處理量。增加級數(shù)則可降低所需電壓。 Ps：一對陰、陽膜和一對濃、淡水隔板交替排列，組成最基本的脫鹽單元，稱為膜對。電極之間由若干組膜對堆疊一起即為膜堆。 應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合理的工作狀況，并在此基礎(chǔ)上，確定所需電滲析器的臺數(shù)以及并聯(lián)或串聯(lián)的組裝方式。 試畫出六級三段電滲析器組裝示意圖。 答： 電滲析器的電流效率與電能效率有何區(qū)別？ 答：電流效率 等于一個淡室實際去除的鹽量與應(yīng)析出的鹽量之比。 與膜對數(shù)無關(guān)，電壓隨膜對增加而加大，而電 流則保持不變。電能效率是衡量電能利用程度的一個指標，可定義為整臺電滲析器脫鹽所需的理論耗電量與實際耗電量之比值，即電能效率 = 理論耗電量 / 實際耗電量 。 試說明電滲析的極化現(xiàn)象，它有何危害？應(yīng)如何防止？ （重點） 答：在電滲析過程中，由于膜內(nèi)反離子的遷移數(shù)大于溶液中的遷移數(shù)，從而造成淡水隔室中在膜與溶液的界面處形成離子虧空現(xiàn)象，當操作電流密度增大到一定程度時，主體溶液內(nèi)的離子不能迅速補充到膜的界面上，從而迫使水分子電離產(chǎn)生 H+和 OH_ 來負載電流 ,這就是電滲析的極化現(xiàn)象 . 電滲析的極化現(xiàn)象對電滲析的運 行有很大的影響 ,主要表現(xiàn)在 : 1） .極化時一部分電能消耗在水的電離與 H+和 OH_的遷移上 ,使電流效率下降。 2） ． OH_透過陰膜進入濃水室，與 mg2+ 和 Ga2+發(fā)生反應(yīng)生成沉淀會堵塞水流通道，增加水流阻力，增加電耗，影響出水水質(zhì)、水量和電滲析器的安全運行。 3） .由于沉淀、結(jié)垢的影響，使膜的性能發(fā)生了變化，導致膜易裂，機械強度下降，膜電阻增大，縮短了膜的使用壽命。 13 目前主要采取的措施有 :1）控制工作電流密度在極限電流密度以下運行； 2）定時倒換電極； 3）定期酸洗。 電滲析極限電流密度公式中的 K 和 n 的值的 大小對電滲析裝置有何影響？ 答： 在電滲析除鹽中對一定的含鹽量而言，電滲析槽內(nèi)流過的電流密度有一個最高值。當電流超過此數(shù)值時，就會發(fā)生各種故障，比如濃度差極化和膜結(jié)垢等，所以有必要事先掌握被處理液的最大允許電流值即極限電流。公式中的 K 和 n 值增大，極限電流就會增大，相對來水裝置發(fā)生故障的可能會有所降低。所以，當 K 和 n 值增大時，會起到減小電滲析裝置發(fā)生故障可能性的積極影響。 在 電滲析過程中，流經(jīng)淡室的水中陰、陽離子分別向陰、陽膜不斷地遷移，此時淡室中的水流是否仍舊保持電中性？如何從理論上加以解釋？ （沒懂） 答： 淡室中的水流是保持電中性的。淡室中陰陽離子的遷徙過程， 其實就是淡室中的電解質(zhì)電解過程，電解后的電解質(zhì)具有電荷相等，電性 相反的性質(zhì)，這樣綜合起來，整個淡室中的水流仍舊保持電中性。 1 試闡明在電滲析運行時，流經(jīng)淡室的水沿隔板流水道流動過程中濃度變化規(guī)律。 答： 在水沿隔板流動過程中，水中離子濃度逐漸降低。其變化規(guī)律系沿流向按指數(shù)關(guān)系分布，式中 c 值一般采用對數(shù)平均值表示，即：C= (C1C2)/㏒（ C1/C2） ?滲透壓與反滲透壓？ 答： 用只能讓水分子透過，而不允許溶質(zhì)透過的 半透膜將純水與咸水分開，則水分子將從出水一側(cè)通過膜向咸水一側(cè)透過，結(jié)果使咸水一側(cè)的液面上升，直至到達某一高度，此即所謂滲透過程。 當滲透達到動平衡狀態(tài)時，半透膜兩側(cè)存在著一定的壓力差，即為滲透壓π。當 咸 水一側(cè)施加的壓力 P 大于該溶液的滲透壓π，可迫使?jié)B透反向，實現(xiàn)反滲透過程。 反滲透達到平衡時稱作反滲透壓。 ？ 答： 反滲透膜是流體阻力大的較致密性膜，孔徑 23nm 以下，主要分離 1nm以下的無機離子以及小分子。需要較高的壓力。 ？ 試闡明超濾濃差極化過程中， 膜面濃度 Cm 與壓力差△ P之間的關(guān)系。 答： 在膜分離過程中，水連同小分子透過膜，而大分子溶質(zhì)則被膜所阻攔并不斷積累在膜表面上，使溶質(zhì)在膜面處的濃度 Cm 高于溶質(zhì)在主體溶液中的濃度 Cb,從而在膜附近邊界層內(nèi)形成濃度差 CmCb，并促使溶質(zhì)從膜表面向著主體溶液進行反向擴散，這種現(xiàn)象稱為濃差極化。 剛開始 增大壓力勢必提高透過水通量，因而膜面的溶質(zhì)濃度亦隨之增大， 濃差極化現(xiàn)象就越是嚴重。在大分子溶液超過濾過程中，由于Cm 值急劇增加，結(jié)果使極化模數(shù)即 Cm/Cb 比值迅速增大 .在某一壓力差下 ,當 Cm 值達到這樣程度， 大分子物質(zhì) 在膜面很快生成凝膠 ,此時膜面濃度稱為凝膠濃度 ,以 Cg 表示 。一旦生成凝膠層，透過水通量并不因壓力的增加而增加。 ？前者的結(jié)垢現(xiàn)象比后者為何要輕得多 ? 答：多級閃蒸將加熱面與蒸發(fā)面分開，故結(jié)垢較輕。